[发明专利]一种用于救生定位灯的改进阴极配方

说明书

一种水激活电池，包括a)至少一个阳极，所述至少一个阳极选自镁、铝、锌及其合金；b)阴极，所述阴极包括支撑至少一种碱式铜盐的骨架，所述碱式铜盐包括Cu(OH)₂与铜盐(n‑1)CuX的结合，其中(n‑1)为碱式铜盐中CuX与Cu(OH)₂之间的摩尔比，使得在盐水中与镁阳极的放电反应可写成nMg+Cu(OH)₂·(n‑1)CuX＝Mg(OH)₂+(n‑1)MgX+nCu，所述阴极还包括非吸湿性可溶性离子导电材料；c)至少一个空腔，用于分隔所述阴极和所述至少一个阳极；和d)通向所述至少一个空腔的至少一个孔，用于注入形成电解质的含水液体。

技术领域

本发明涉及电池驱动灯光领域，具体涉及救生定位灯的阴极配方。

背景技术

飞机和航海船舶的乘客和机组人员或船员必须配备由水激活电池(WAB)供电的救生定位灯的救生衣。用于船舶上的水激活电池通常包括安全、可靠和经济的锂基动力电池。但是，由于存在爆炸的可能，锂基动力电池被禁止用于飞机的水激活电池。相反，已被开发的水激活电池包含连接到灯的干电极，使得浸入水中导致水进入水激活电池外壳中的孔隙，充满电极之间的间隙并溶解水激活电池中包含的盐以提供离子，从而在为灯供电的电极之间产生离子电流。

根据救生定位灯的航空航天标准AS4492，水激活电池需要在浸入淡水10分钟内和在浸入海水5分钟内点亮具有特定光强度的灯，并且保持该光强度至少八个小时。这种水激活电池也被要求保质期长。不幸的是，湿度往往会引起与水浸激活相同的反应，而在世界的一些地方如牙买加、佛罗里达都有炎热潮湿的环境。因此，水激活电池中使用的化学品需要满足相互矛盾的要求，既要在炎热潮湿的环境中保持稳定，又要易于通过浸入水中来激活。

这种类型的延迟作用电池已为人所知数十年，并且这种电池的各种实施方案及其制造和使用的方法以及它们的组成部件的制造方法已在美国专利中得到描述，特别是在美国专利号2,491,640、2,636,060、2,655,551、2,658,935、2,716,671、2,817,697、3,343,988、3,859,136、3,953,238、4,016,339、4,192,913、4,261,853、4,332,864、4,368,167、4,487,821、4,803,135和4,822,698中。

US 2,491,640描述了一种此类伏打电池，其特别用于在海上操作紧急信号。该信号可以是灯光以指示有人因沉船事故或其它原因陷入困境。它也可以是漂浮在水面上发出可以在远处检测到的信号的电子设备。该电池适用于为信号供电并通过浸入水中而被激活，水可以是内陆湖泊或河流的淡水或海洋的盐水。

这种电池主要包括通常为镁合金的阳极和通常为银或铜卤化物的阴极，其中储存能量的释放通过将电池浸入海水中而启动，海水充当阳极和阴极之间的导电电解质。

与此类伏打电池相关的最早期专利大多使用基于氯化亚铜的阴极，而较近期的专利如US 4,192,913和US 4,261,853则描述了基于硫氰酸亚铜的阴极。

例如，Khasin等人的US 5,424,147描述了一种水激活延缓作用电池，其具有包含至少一个电池的外壳，所述电池包括至少一个阳极，所述阳极选自镁、铝、锌及其合金；阴极，所述阴极包括骨架，所述骨架包括导电金属并且其表面区域的一部分形成为开放空间，并且还包括包围所述骨架的活性阴极材料的热压刚性静态床，所述阴极材料由氯化亚铜、硫、碳和可水离子化的盐形成，并且所述阴极材料在压力下被压缩和熔融并加热自身和骨架，从而形成热熔融导电电化学活性相；至少一个空腔，其分隔阴极和所述至少一个阳极，以及至少一个孔，其用于将形成电解质的含水液体导入所述至少一个空腔。

文献中描述的其它阴极包括硫酸铜、氯化铅、碘化铜、氧化铅或过硫酸钾作为活性材料。但是，所有上述材料都存在以下一个或多个问题：

·储存时对湿度的敏感性导致阴极膨胀，直到阳极和阴极之间的空腔不再存在；